Bee Style:vol.033

1. vol.033
Bee Style:
Jan 2012:Bee Technologies
セミナー情報
トランスモデル編 パート3
・
スパイス パークアップデート
・
2012年2月度アップデート
新製品情報
デバイスモデリング教材 PSpice AAO
デバイスモデリングサービス LDO
(低ドロップアウトレギュレータ)
シンプルモデル トランスモデル
受動部品のスパイスモデル
LTspiceのコイルモデル
道具箱
Win Shot (ソフトウェア)
株式会社ビー テク
・ ノロジー

2. セミナー情報 を交えながら、 解説していきます。
ヒステリシス特性及び飽和特性を考慮しなが
コアの損失、
ら、過渡解析のシミュレーションが可能になり
ます。トランスの非線形モデルが活用出来ま
スパイスモデル解説 す。是非、 皆様のご参加、 お待ちしております。
トランスモデル編は、 パート1及びパート2は
実施済みです。
トランスモデル編 パートIII
・ [パート1]は、http://ow.ly/8uBzn で公開中、
[パート2]は、http://ow.ly/8uBuD で公開中
です。シミュレーションの種類はLTspiceが対象
2012年2月3日開催 東京都
： になります。 PSpiceに関しては、 LTspiceでの実
用化後の対応になりますが、 PSpiceのコアモデ
ルの再現性に疑念があり、 開発が止まっている
状態です。
株式会社ビー テク
・ ノロジーは、 2012年2月
3日に東京にて、 スパイスモデル解説 トランス
： 開催日 2012年2月3日(金曜日)13 30-15 30
： ： ：
モデル編(パート3)を開催致します。 シンプル 場所 IAIJ会議室
：
モデルの製品のラインナップに 「トランスモデ 住所 〒105-0012
：
ル」のニーズが高まり、 開発を進めてまいりま 東京都港区芝大門二丁目2番7号
した。ようやく、具現化が出来ました。 シンプル 7セントラルビル4階
モデルとは、パラメータベースのスパイスモデ 電話 03-5401-3851
：
ルであり、ユーザーがスパイスモデルを自由 定員 5名
：
に作成する事が出来ます。 最新技術情報をご 受講料 無料：
提供致します。 お申し込み先(メールアドレス) ：
コア＋トランスのスパイスモデルです。 デモ info@bee-tech.com
Fig.1 トランスの非線形モデルでの過渡解析シミュレーション結果
PSpiceには独自のコアモデルがあり、そのコアモデルを結合係数に関連付ける事で、非線形になります。しかし、色々なケースで試してみました
が、 再現性が確認出来ない状況です。 数年間、 開発元に問い合わせていますが、明確な回答は受理していません。 そこで、LTspiceにて、
コアモデ
ルを等価回路でモデル化し、 トランスのスパイスモデルを作成した経緯があります。
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3. スパイス パーク
・
アップデート情報
2012年2月度
パワーMOSFET
2012年2月度のスパイス パークのアップデ
・ SSM6N29TU(スタンダードモデル)
ートはパワーMOSFETのスパイスモデルを中 TPC8025(プロフェッショナルモデル)
心にアップデート致しました。 20モデルです。 TPC8025(スタンダードモデル)
パワーMOSFETのスパイスモデルは、 プロフ TPC8012-H(プロフェッショナルモデル)
ェッショナルモデルとスタンダードモデルがあ TPC8012-H(スタンダードモデル)
ります。 プロフェッショナルモデルは、 ミラー効 TK15H50C(プロフェッショナルモデル)
果に再現性があるため、 ゲートチャージ特性 TK15H50C(スタンダードモデル)
に再現性があります。 ゲートチャージ特性に再
現性があるため、 過渡解析において、 スイッチ 是非、ご活用下さい。また、スパイス パーク
・
ング損失を計算させる用途に適しております。 では、ダイオードのスタンダードモデルを無償
使い分けとすれば、 大体の波形解析をしたい でダウンロード出来ます(日本の半導体メーカ
場合はスタンダードモデルをご選択下さい。 ま ー限定)。
た、損失計算までさせたい場合は、 プロフェッ
ショナルモデルをご選択下さい。 スパイス パークに反映されていない場合も
・
ありますが、ご提供可能です。是非、お問い合わ
[メーカー] せ下さい。
東芝 セミコンダクター＆ストレージ社
[豆知識]
[型名]
TPCP8203(プロフェッショナルモデル) パワーMOSFETにおいて、 BSIMモデルを取
TPCP8203(スタンダードモデル) り扱うことはありません。 BSIMモデルは、 ウェ
TPC6007-H(プロフェッショナルモデル) ハー上のデザインの為のモデルです。 パワー
TPC6007-H(スタンダードモデル) MOSFETで過渡解析のシミュレーションを行う
2SK4012(プロフェッショナルモデル) 場合、 ゲートチャージ特性とスイッチング特性
2SK4012(スタンダードモデル) の再現性が重要になります。 この2つの特性に
2SK4026(プロフェッショナルモデル) 再現性のないモデルでの過渡解析における損
2SK4026(スタンダードモデル) 失計算はリスクがありますので、 ご注意下さい。
2SK4042(プロフェッショナルモデル) 既存のパラメータモデルでは、 ミラー容量に再
2SK4042(スタンダードモデル) 現性が無いため、 等価回路を工夫することで、
SSM6L13TU(プロフェッショナルモデル) 再現性のあるスパイスモデルになります。 ま
SSM6L13TU(スタンダードモデル) た、%Errorは、
プラスマイナス5%以内のスパイ
SSM6N29TU(プロフェッショナルモデル) スモデルをご活用下さい。
パワーデバイスについてのデバイスモデリングに関する資料はこちらのURLにてご参照下さい。 http://ow.ly/7tF4H ショッ ・
トキ バリア ダイ
・
オードのプロフェッショナルモデルの等価回路図についても掲載されています。逆特性が考慮されている事が解ると思います。 一般ダイオードと
の違いがあるのが逆特性であり、回路解析シミュレーションをする場合も逆特性を考慮したスパイスモデルを活用する事で、 精度が向上します。
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4. 新製品情報
デバイス
モデリング教材
PSpice AAO編
デバイスモデリング教材に新しいラインナ ミュレーションを体験して下さい。 価格は消費
ップです。 PSpice AAOの評価版をフル活用し 税抜きで、 5,000円です。 アカデミック価格も
て、 最適化シミュレーションを学習する教材で あります。 是非、 お問い合わせ下さい。 日本国
す。 PSpice AAOは、 PSpiceをさらにパワーアッ 内の場合、 PSpice AAOのダウンロードページ
プさせるオプションツールです。 主に最適化の は、 http://www.cybernet.co.jp/orcad/prod-
機能が充実しています。 ・ ノロジーで ビー テク uct/aao.html になります。 また、 教材の製品の
も回路解析、 等価回路開発、 デバイスモデリン ホームページは、 http://ow.ly/8uErQ です。
グ等に活用しています。 しかし、 オペレーショ 是非、 ご参照下さい。
ンが難しいです。 公開されている参考文献も
皆無です。 導入時に一番、 苦労します。
PSpice AAOの評価版には制約があります。
自由になる最適化シミュレーションのパラメー
タ変数は2変数までです。 もちろん製品版を購
入すれば、 トアップするコンピュータに制
セッ
約されますが、 取り扱いできる変数は無制限、
つまり、 限度無く設定できます。
この教材では、 評価版で先ずは、 最適化シ
ミュレーションを体験し、 何が出来るのか。 そ
して、 注意点は何なのかを事前に把握する事
が目的です。 また、 ケース スタディを通じて習
・
得していきますが、 前述の通り、 制約があるた
め、 テーマは、 コンデンサの3素子モデルを対
象にしています。 つまり、 ESR(直列抵抗成分)と
ESL(直列インダクタンス成分)を最適化ツール
で決定していきます。
最適化シミュレーションだから、 何でもソフ
トが対応してくれると思ったらそれは違いま
す。 一番大切なのは、 初期値をどのように設定
するかです。 つまり、 ある程度のデバイスの知
識、 回路の知識、 そして、 上位機がないと、 中
々、 最適解が出てこない事も体験出来ます。
Fig.2 PSpice AAO編のパッケージ
是非、 評価版をダウンロードして、 最適化シ
スパイスモデルの整備のお手伝いをしております。是非、お問い合わせ下さい。回路解析のプロセスの90%がスパイスモデルの整備と言われて
います。お客様に重要なシミュレーション解析にお時間を充てれるよう、スパイスモデルの整備(材料表ベースで必要なスパイスモデル及びデバ
イスモデリング、スパイスモデルの解析精度の調査)はお任せ下さい。
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5. 新製品情報
デバイスモデリング
LDO
低ドロップアウト レギュレータ
・
ビー テク
・ ノロジーでは、 半導体部品、 受動 DCDCコンバータのスパイスモデルも最近は、
部品、バッテリー、モータ、 センサー、 機構部品 半導体メーカーも2種類のスパイスモデルを
等のデバイスモデリングサービスにて、 お客様 提供するようになりました。 過渡解析用のスパ
の必要なスパイスモデルのご提供を行ってお イスモデルと位相余裕度のスパイスモデルで
ります。今回は、半導体部品分野にて、 新しい す。 位相余裕度のモデルを過渡解析モデルと
カテゴリーが増えました。 LDO(Low DropOut） 融合させることで、 (6)負荷過渡応答特性を実
と呼ばれる入力電圧と出力電圧の差が小さい 現しています。
レギュレータです。 消費電力を抑えた電源回 位相余裕度のスパイスモデルは、 周波数特
路構成が可能になります。 また、 低ノイズ製品 性のシミュレーションにて、 位相とゲインの余
も多く、国内外から多くのLDOが提供されてい 裕度、 マージンをシミュレーションで事前に把
ます。また、最近は、負荷応答性の良いデバイ 握する事が出来る有益なスパイスモデルで
スも目に付く ようになりました。 LDOは等価回 す。 これらの位相余裕度の特性は、 半導体メー
路モデルであり、 大きく3種類のベースとなる カーが所有しており、 半導体メーカーの協力
等価回路があります。 これらの種類は、 半導体 が必要になります。 位相余裕度モデルとか、 ア
メーカが提供するデータシートのブロック図 ベレージモデルと言われています。
から判断し、デバイスモデリングを行います。 LDOのスパイスモデルについては、 現在、東
再現性のある標準的な評価項目は下記の5項 芝セミコンダクター&ストレージ社のデバイス
目です。 で事例を公開しております。
型名 TCR4S15DWBG
：
(1)出力電圧 － 入力電圧特性 デバイスモデリングレポート公開先 ：
(2)入力安定度 http://ow.ly/8uFUN
(3)負荷安定度 是非、 ご参照下さい。 また、さらに、下記の2つ
(4)バイアス電流 の型名についてのデバイスモデリングを実施
(5)出力電圧 － 出力電流特性 しております。 これらは完成次第、 スパイス パ
・
ークを通じて、 ご提供予定です。 また、 更に、こ
また、LDOの内部のゲイン及び位相の周波 ういう電気的特性も考慮したいというご相談
数特性のご提供が可能であれば、 それらの特 もお引き受け致します。
性を等価回路内に取り込んで、 次の特性に再
現性を追加する事も出来ます。 [現在デバイスモデリング中の型名]
(6)負荷過渡応答特性 TCR4S18DWBG
TCR4S30DWBG
電源ICは、
スイッチング電源IC、PWM IC、DCDCXコンバータ、
シャントレギュレータ、ボルテージレギュレータ、 そして今回のLDO、 あらゆる電源IC
のスパイスモデル(等価回路モデル)をご提供しています。 是非、お問い合わせ下さい。メールアドレス info@bee-tech.com
：
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6. 新製品情報
シンプルモデル
トランスモデル
シンプルモデルに新しいラインアップの登 後は、 回路に組み込んで過渡解析をするだ
場です。トランスのシンプルモデルです。 このト けです。 価格は消費税抜きで、 80,000円です。
ランスのスパイスモデルは多くのご要求があ 期間限定のキャンペーン価格もあります。 ま
りました。 電源回路の設計において、 トランス た、 アカデミック価格もあります。 是非、 お問
の設計は難易度が高いからです。 磁性部品を い合わせ下さい。 製品のホームページは、
電子回路にどのように組み込むかを考えなけ http://ow.ly/8uK8L です。是非、 ご参照下さ
ればなりません。 磁性部品であるトランスは、 い。 2011年2月3日のセミナーでデモを交えな
ある一定以上の電流を流すと磁気飽和し、 非 がら詳細を解説します。
線形な特性を示すといった点も考慮する必要
があります。 大きく構成部品を分割すると、 コ
アの特性(B-H特性)とコイルの周波数特性(イ
ンピーダンス特性)に分けられます。
現在、 ・ ノロジーがご提供している
ビー テク
トランスのスパイスモデルは、 トランスのコイ
ルの周波数特性に再現性のある等価回路モ
デルです。 リーケージ インダクタンスの周波
・
数特性も等価回路に組み込んでいます。 しか
し、コアの特性は組み込んでいませんでした。
よって、磁気飽和による電子回路の過渡応答
性については再現性がありません。 今回のシ
ンプルモデルは、 コアの等価回路モデルを含
むトランスモデルであり、 非線形モデルになり
ます。コアによる磁気飽和の現象を過渡解析
で解析できます。 手順は、 2つです。 コアのモデ
ルを作成する。 ユーザーが自由に設定できる
パラメータベースのモデルです。 コアのスパイ
スモデル作成ガイドは http://ow.ly/8uJyA
で公開しております。 そして、 次に、 トランス
のコイルの情報を入力するだけで完成です。
そして、トランスの構成も5種類のスパイスモ
デルを準備しました。 http://ow.ly/8uJT5 を
Fig.3 シンプルモデルのパッケージ
ご参照下さい。
シンプルモデルは、電源回路用のコンバータ、3相インバータ、電源装置、ヒューズ、2次電池等のスパイスモデルをご提供しています。これらは、パ
ラメータベースのスパイスもでるであり、ユーザーが簡単にモデル化できるスパイスモデルです。 こういうスパイスもでるがあったらいいなあ。
のお客様の声を是非、お聞かせ下さい。
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7. 受動部品 Fig.4にLTspiceのコイルモデルのプロパティ
画面を示します。
のスパイスモデル Inductance[F] コイルのインダクタンス値を
入力します。
：
Peak Current[A] コイルの定格情報を入力し
：
LTspiceの場合 ます。
コイルのモデル Series Resistance[Ω] 直列抵抗成分を入力し
：
ます。
Parallel Resistance[Ω] 並列抵抗成分を入力
：
します。
PSpiceの場合、 残念ながら、コイルはインダ
クタンス値の定義です。 コイルのモデルには Parallel Capacitance[F] 並列容量成分を入力
：
寄生素子(回路図には描かれないが存在する します。
素子)の概念はありません。 よって、自分でサブ
サーキッ トを作成する必要があります。 それに 周波数特性モデルの場合、 上記の各値を
対して、 LTspiceの場合、コイルが等価回路に 入力します。 また、Fig.4の画面の左側にselect
なっております。 その等価回路の定数をプロパ Inductorがあります。 これをクリックすると、 既
ティで設定できます。 つまり、寄生素子及びコ にデータベース化されているコンデンサのラ
イルの等価回路の概念が最初からあります。 そ イブラリを選択する事ができます。 非常に実
して、サブサーキッ トを作成する必要もありま 務上便利です。 ただし、 海外製品が多いので、
せん。 何らかの回路解析シミュレーションをす 日本製品については、 自分専用のライブラリ
る場合、 受動部品も等価回路的に考慮するこ を作成した方が良いと思います。 ・ ノ ビー テク
とは、一般化しています。 これらの素子を反映 ロジーでは、 周波数特性を測定し、 安価にコン
させることで、 実機波形に近づきます。 デンサの等価回路モデルをお客様の使用用
途に応じて、 ご提供しています。 是非、ご相談
下さい。
[注意点]
Fig.4のプロパティの一番下に記述があり
ます。 デフォルト値として、 直列抵抗成分を
1m[Ω]入力済みです。 と言うメッセージです。
通常の電源回路シミュレーションの場合、 無視
出来ますが、 次のような電源回路には注意が
必要です。 低電圧大電流です。 FPGA電源など
は、コア電圧が1V前後です。 電流は10[A]流れ
ます。 その電源ライン上に1m[Ω]あると電圧
の変動は大きくなり、 無視出来ません。 教養電
圧範囲が小さいからです。 この場合、Rser=0
「
」とモデルに付記することで、 直列抵抗成分を
Fig.4 LTspiceのコイルモデル ゼロに出来ます。
受動部品、特に、
コイル及びコンデンサは寄生素子についても等価回路にしてサブサーキッ トモデルとして採用した方が実機波形に近づきます。
理由は、周波数特性も考慮しているからです。インピーダンス特性に再現性のある等価回路モデル(=サブサーキットモデル)の採用で、
ノイズ波
形が発生する箇所にはしっかりとノイズが現れます。つまり、寄生素子が表現されるほど、
シミュレーションの解析精度は向上します。
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8. 道具箱
Win Shot
画面の画像を素早く取得
Fig.6 Bee Style:バックナンバーの画面
Fig.6は事例(Bee Style:のバックナンバーの
ダウンロードサイト スパイス パークのログ
： ・
イン後のトップページ)です。 余計な枠は、 ト
リミングして使用します。 画像ファイルであれ
ば、 WEBにも報告書にも利用できます。
営業資料やテクニカルサポート、 巣穴意で
は、 研究開発報告書、 作業標準書作成に大活
躍しています。
Fig.5 環境設定の画面 思いついたり、 メモ的にも、 結構、 画像ファイ
ルの取得に便利です。
本日の道具箱は、 ソフトウェアのご紹介で 以前、 既に高収益を計上しているお客様の
す。コンピュータの画面上でスクリーンショッ ト ところに営業活動をしているときに、とりあえ 「
を画像ファイルで保存できるフリー ソフトで ・ ず、 フリーソフトを探して、 徹底的に活用する」
す。ダウンロードは、 http://www.woodybells. と仰っていた技術者がいました。 少し、 DNAを
com/winshot.html から出来ます。 自分の好き 分けて頂き、 実践しています。 LTspiceも含め、
なショートカッ トの設定(Fig.5)できます。 世界中には良質のソフトが沢山あります。
このたびの東北地方太平洋沖地震により被害に遭われた皆様には、 心より
お見舞い申し上げます。また、一刻も早い原発問題の収束、エネルギー問題の収
束を望みます。被災された皆様の安全と一日も早い復興をお祈りいたします。
ビー テク
・ ノロジー グループ 一同
・
Bee Style: Volume 033
2012年1月17日 発行
編 者:株式会社ビー テク ・ ノロジー
発行人:堀米 毅
郵便番号105-0012 東京都港区芝大門二丁目2番7号 7セントラルビル4階
Tel (03)5401-3851 (代表)
Fax (03)5401-3852
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